Dispositivos de Sombreamento para as Edificações

Os dispositivos de sombreamento têm a função de proteger as edificações dos raios solares, principalmente em regiões de climas quentes, de modo a evitar ganhos de calor e sobreaquecimento. Representando importantes recursos no controle de aquecimento solar, os dispositivos conseqüentemente reduzem o uso de sistemas de condicionadores de ar, conservando energia. Os sistemas de proteção solar externos funcionam como um anteparo entre a radiação solar e a edificação, visto que as maiores trocas térmicas acontecem antes de atingir a edificação e, conseqüentemente, proporcionam maiores reduções do calor.

O projeto dos dispositivos de sombreamento deve estar diretamente ligado e baseado na latitude do lugar, no clima da região e na orientação das fachadas, pois não há soluções

genéricas26. Para escolher qual o melhor tipo de protetor a utilizar, deve-se determinar as

horas e os dias do ano que se deseja proteger, pois o dispositivo será eficiente quando impedir a entrada dos raios solares no período desejado (OLGYAY, 2004). Outros aspectos devem ser considerados na escolha do tipo de protetor, como plasticidade, privacidade, ventilação, luminosidade, eficiência, durabilidade, custos, entre outros.

24 _{Através dos fechamentos transparentes podem ocorrer três trocas térmicas: convecção, condução e}

transmissão. As duas primeiras acontecem da mesma forma que nos elementos opacos, contudo, podem ser controladas abrindo ou fechando as janelas. A troca por transmissão é a mais significante no ganho térmico, pois o material transparente permite a passagem da radiação solar diretamente para o interior do ambiente, o qual depende da transmissividade do vidro (IJ) (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 1997).

25 _{Se um raio de onda eletromagnética de 1,6ȝm incidir sobre um vidro simples, cerca de 80% da energia é}

transmitida e o restante 20% é absorvido e refletido (LAMBERTS et al, 2007).

26 _{Para se projetar uma eficiente proteção solar, pode-se utilizar a Carta Solar ou o equipamento Heliodon e, para}

verificar o sombreamento e calcular o tamanho dos protetores, utiliza-se a Máscara de Sombra. Atualmente, há diversos programas de computador que determinam esses elementos, de acordo com a latitude de cada região.

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Para Rivero (1985), os dispositivos de proteção devem ser utilizados não apenas para proteção de elementos transparentes, mas também, para proteção de superfícies opacas, quando as condições climáticas da região exigirem. Outro fator importante, para regiões de clima quente, é o dispositivo ser de cor clara, para evitar sobreaquecimento e permitir reflexão de uma parcela da radiação incidente; contudo, deve-se evitar grandes ofuscamentos no entorno.

Bittencourt (2004) classifica os dispositivos em: 1) protetores verticais fixos (perpendicularmente ao plano horizontal) apresentam melhor eficiência nas fachadas Norte, Sul, Sudeste, Nordeste e Sudoeste; 2) protetores horizontais fixos (paralelamente à fachada) são mais eficientes nas horas do dia em que o Sol está mais alto; 3) protetores mistos (combinação de protetor vertical e horizontal) mais indicados para as fachadas Norte e Sul; e

4) protetores móveis, apresentam-se como os mais eficientes uma vez que regulam em

função da variação da incidência dos raios solares, ao longo do ano e até ao longo do dia. Frota (2004) classifica os dispositivos de sombreamento como: 1) proteção solar

externa, que pode ser fixa ou móvel; 2) proteção solar entre dois vidros, mais utilizada para

evitar deposição de poeira nas persianas e diminuir ruídos; e 3) proteção solar interna, referente às cortinas e persianas instaladas dentro da edificação, apresentando-se menos eficiente27.

Nas latitudes tropicais, como o Sol está, na maior parte do dia, tão alto no céu, os protetores horizontais desempenham uma função bastante eficaz. Seu dimensionamento depende da orientação da fachada e devem aumentar à medida que aumenta a altura dos elementos de proteção e à medida que aumenta o período em que se deseja sombrear (BROWN; DEKAY, 2004).

1.4.4.1 Quebra-sol, Brise-soleil e Marquises

Os quebras-sóis (ou brises soleil, em francês) podem ser móveis ou fixos. Os primeiros podem ser mecânicos, elétricos ou eletrônicos, comandados em função da incidência do Sol (FROTA, 2004). Apesar de serem bastante eficientes, os brises móveis estão sujeitos à degradação de seus elementos e podem ser de difícil manutenção, pois sujam mais facilmente.

27 _{Segundo Olgyay (2004), quando o dispositivo de proteção utilizado é do tipo exterior, a eficiência da proteção}

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A tipologia de brises combinados (horizontal e vertical) proporciona melhor sombreamento do que os demais protegendo com mais eficiência as superfícies envidraçadas e aumentando a resistência térmica do sistema e o atraso térmico. Contudo, esse dispositivo reduz a disponibilidade de luz natural no ambiente interno e interfere na visibilidade para o exterior. A tipologia horizontal apresenta melhores resultados para as fachadas Oeste enquanto que os brises verticais desempenham os piores resultados de sombreamento, mas facilitam a circulação do ar (GUTIERREZ; LABAKI, 2005).

A marquise é um tipo de quebra-sol geralmente constituído de uma laje em concreto armado, a qual protege a edificação da radiação solar direta e das chuvas. Contudo, podem apresentar-se como barreiras aos ventos, transferir calor à construção através da condução, e ficar com a face superior muito suja com o tempo (FROTA, 2004). Desta forma, o projeto da marquise precisa ser cuidadoso e deve-se realizar manutenção periódica.

1.4.4.2 Varandas e Sacadas

As varandas são elementos característicos da arquitetura colonial, funcionando como proteção da radiação solar e das chuvas, além de ser um espaço utilizável; contudo, seu uso pode escurecer os compartimentos internos (FROTA, 2004).

As sacadas, utilizadas em edifícios verticais, possuem a mesma função das varandas, ou seja, protegem a edificação da incidência solar. Além disso, a sacada do pavimento imediatamente superior funciona como proteção solar para o pavimento inferior. Contudo, atualmente as sacadas apresentam mais um símbolo de status do que a intenção de proteger.

Essas áreas sombreadas e abertas desempenham a função de coadores de luz e de filtros, suavizando-a antes de atingir os ambientes internos. Além disso, promovem contato com a natureza e entre os espaços interiores e exteriores (HOLANDA, 1976).

1.4.4.3 Beirais

Os beirais cumprem uma função semelhante à de um quebra-sol horizontal e são bastante eficientes em regiões de clima quente e úmido, promovendo sombreamento nas janelas e paredes. A sua dimensão pode ser calculada por meio da altura solar, em qualquer época do ano e em qualquer horário, para uma determinada latitude. A largura dos beirais determinará o tamanho da sombra projetada na parede da fachada que contém as janelas.

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Os beirais devem ser longos, de forma que as paredes permaneçam recuadas resultando sombras e tornado-as protegidas do Sol e do calor. Além disso, os amplos beirais protegem a edificação das chuvas de vento do clima quente e úmido (HOLANDA, 1976).

1.4.4.4 Vegetação

O uso da vegetação para sombreamento reduz o ganho térmico da edificação de três formas: 1) diminuindo a radiação nas superfícies opacas; 2) reduzindo a carga solar transmitida através das vidraças; e 3) baixando a temperatura do ar perto das superfícies por evapotranspiração. Em locais muito arborizados, a vegetação absorve cerca de 60 a 90% da luz solar incidente e a maior parte desta é perdida pela planta por convecção e radiação e consumida por evapotranspiração (para elaboração da fotossíntese), reduzindo a temperatura da superfície (BROWN; DEKAY, 2004; LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 1997).

Segundo Olgyay (2004), tem-se observado que a temperatura abaixo de uma árvore é quase 3 ºC menor do que em uma área não sombreada. Porém, a vegetação, apesar de resfriar o local e proporcionar sombreamento, pode afetar a ventilação em função de sua forma e dimensão, se plantadas de forma agrupada.

1.4.4.5 Dispositivos de proteção internos

As cortinas e persianas utilizadas dentro da edificação, apesar de não serem tão eficientes quanto os protetores externos, controlam a luz e o calor solar, tendo como vantagem a fácil regulagem de abertura total, parcial ou nula (FROTA, 2004).

Segundo Bittencourt (2004), apesar de impedirem que os raios solares atinjam os locais de permanência dos usuários dentro da edificação, os protetores internos permitem a incidência solar nas fachadas e aberturas, transmitindo o calor para dentro do ambiente e reduzindo os benefícios de proteção solar. De acordo com Lamberts, Dutra e Pereira (1997), os protetores internos não evitam o efeito estufa, pois o calor solar que adentra o ambiente se transforma em onda longa, permanecendo no interior da edificação.

1.4.4.6 Outros dispositivos

Possuindo as mesmas funções das marquises e funcionando como protetores horizontais, os toldos, geralmente confeccionados com lona e suportados por estruturas

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metálicas, podem ser móveis (regulagem manual ou eletrônica) ou fixos. Proporcionam sombreamento, protegem de chuvas e são utilizados em variados tipos de edificações (comerciais, serviços ou residenciais) (FROTA, 2004; BITTENCOURT, 2004).

Os cobogós, mais utilizados para manter a ventilação constante, também proporcionam sombreamento através de seus elementos verticais, horizontais e oblíquos. Podem ser classificados como micro-quebra-sóis (FROTA, 2004). Segundo Bittencourt (2004), os cobogós são protetores mistos, os quais protegem os ambientes da radiação solar, filtram o excesso de luz natural e permitem a ventilação.

As pérgulas, formadas por uma série de vigas, protegem um compartimento da radiação direta do Sol, permitindo ventilação e entrada dosada de luz natural. Além disso, podem funcionar como suporte para vegetação trepadeira e proteger vegetações que necessitam de média quantidade de luz (FROTA, 2004). Segundo Bittencourt (2004), podem ser usados como eficientes protetores, proporcionando sombreamento e permitindo a ventilação.

As venezianas podem ser utilizadas como protetores horizontais, sendo fixas ou móveis, permitindo controle da iluminação, sem penetração direta dos raios solares e permitindo a ventilação (BITTENCOURT, 2004). Podem reduzir o ganho térmico através da janela em cerca de 80% (MASCARÓ, 1991).